CN204529742U - 一种块状四段移动床富氢环境干馏炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种块状四段移动床富氢环境干馏炉。所述干馏炉包括自上而下依次设置的干燥预热段、密封段、干馏段、冷却段，干燥预热段上部设置有进料口和下部设置有进气口、上部远离进气口端设置有排气口，密封段通过内部设置的星形给料机连通上部的干燥预热段与下部的干馏段，干馏段中部或下部设置有高温煤气入口和上部设置有与油气回收***连通的油气出口，冷却段与干馏段连通，冷却段底部设置岀焦口与出焦***连接且下部设置有冷煤气入口。本实用新型具有动力消耗低、能源利用率高、产油率高、油品质量好、油气粉尘量少、煤气热值高、资源利用率高的特点。

Description

一种块状四段移动床富氢环境干馏炉

技术领域

本实用新型属于能源化工技术领域，具体涉及一种动力消耗低、能源利用率高、产油率高、油品质量好、油气粉尘量少、煤气热值高、资源利用率高的块状四段移动床富氢环境干馏炉。

背景技术

低阶煤（如弱粘煤、不粘煤、长烟煤、褐煤、泥炭等）、油页岩开发，主要途径就是通过低温干馏获取高附加值的清洁能源——油、气、半焦。由于两种有机矿物质的性质、组成、特性不同，干馏目的不同，所采用的干馏工艺技术也不尽相同。但多出油，出好油；煤气热值高，有利于开发利用；半焦质量（主要指挥发分）好，便于掌控，这才是好的干馏工艺技术所应具备的。

目前块状低温干馏技术较多，均采用气体热载体移动床方式，相对来讲比较成熟。如煤的低温干馏有三江炉、鲁奇三段炉，油页岩低温干馏有抚顺炉、茂名炉、吉林成大炉、爱沙尼亚基维特炉、巴西佩特洛瑟克斯炉等，每种干馏炉都有它的优缺点。如煤低温干馏的三江炉，是以半焦（兰炭）为主产品，焦油为副产品，煤气被烟气冲稀热值低；鲁奇三段炉，是以焦油为主产品，半焦为副产品，煤气同样被烟气冲稀，热值低不好利用。煤的低温干馏技术，主要存在问题：油品产率低、质量差，煤气热值低、不好利用。

油页岩低温干馏目的只是获取高产率、高质量的页岩油，如抚顺炉、茂名炉是带有发生段的干馏炉，是以循环煤气和发生炉煤气为热载体，可以利用部分半焦的化学潜热（由于油页岩块径较大，所以固定碳利用有限），煤气被烟气冲稀，热值低不好利用；基维特炉，是以热烟作为干馏热载体，半焦化学潜热没有利用，煤气同样被烟气冲稀；吉林成大炉、巴西佩特洛瑟克斯炉，是以循环煤气为热载体，煤气热值高，便于加工利用。虽然回收了半焦的显热，但油页岩的半焦化学潜热没有利用。无论上述何种油页岩干馏炉，均存在干燥、干馏产生的气体相混，气体热载体冲淡了热解煤气，使热解煤气热值低，不利于后期利用；干燥产生的水蒸气混入油气中，使得油气回收***相对庞大、复杂；另外，干燥、预热与干馏同炉，增加了干馏过程的供热；而且干馏炉内难以形成富氢环境，使得油品产率不高，质量较差。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种动力消耗低、能源利用率高、产油率高、油品质量好、油气粉尘量少、煤气热值高、资源利用率高的块状四段移动床富氢环境干馏炉。

本实用新型的目的是这样实现的：包括自上而下依次设置的干燥预热段、密封段、干馏段、冷却段，所述干燥预热段上部设置有进料口和下部设置有进气口、上部远离进气口端设置有排气口，所述密封段通过内部设置的星形给料机连通上部的干燥预热段与下部的干馏段，所述干馏段中部或下部设置有高温煤气入口和上部设置有与油气回收***连通的油气出口，所述冷却段与干馏段连通，所述冷却段底部设置岀焦口与出焦***连接且下部设置有冷煤气入口。

本实用新型在干燥预热段下部通入热烟气，干馏物料与热烟气直接接触进行干燥和预热，同样在干馏段中部或下部通入高温煤气，干馏物料与高温煤气直接接触进一步升温和热解，从而使干馏物料形成渐温过程，而不像流化床、气流床、固体热载体（热半焦或热灰等）干馏那样为“等温”过程，煤或油页岩中的水分、挥发分瞬间逸出造成热崩碎，从而能有效减少排放烟气和干馏油气中的粉尘量；本实用新型中的干馏物料粒径较大，而且在干馏炉内运行速度比较慢，颗粒之间和颗粒与设备之间发生摩擦几率小，物料破碎程度低，因此油气中的粉尘量小。因此，本实用新型通过特殊油气收集及导出结构，从而能有效减轻干馏油气中的气固分离技术难题。干馏物料在干馏前进行干燥脱水和预热，大大减轻了干馏段的供热量，且干燥、预热段对热源质量要求不高，可用普通、易得的烟气，拓宽了干燥、预热的热源，从而降低生产成本。在干燥预热段与干馏段间设置密封段，通过密封段内设置的星形给料机（或称之为叶轮闸），既使干燥、预热段与干馏段相隔离，又能保证干馏过程的连续性，而且同比能够有效的减少干馏炉的高度，结构更加紧凑，且干馏段产生的热解煤气没有被干燥预热的其它惰性气体气体冲稀，热值高，便于后续加工利用；因煤或油页岩的游离水没有混入干馏产生的油气当中，而是从干燥预热段单独排出，减轻了油气回收***负荷；因干馏油气当中，只是干馏物料的热解水，因此工艺废水量大幅度减少，所以也降低了废水处理负荷；同时相对提高了废水含酚量，增加了废水回收酚的经济价值。干馏后的热半焦经下部输入冷煤气进行直接冷却，然后加热后的煤气进入干馏段与高温煤气共同参与干馏，既回收了半焦的显热，又提高能源利用效率。此外，干馏热解产生的热解煤气，其中含氢量>30%，而干馏物料干馏热源为自身生产且经间接加热的富氢热解煤气，从而使干馏炉内形成富氢环境，使煤或油页岩、油砂等干馏物料在热解过程中形成的自由基容易与氢结合而得到饱和生成轻质油析出，避免形成大分子组分（重油或沥青）和半焦组分，并能提高干馏油品的饱和度，提供产油率和油品质量。而且在临氢、催化及一定温度作用下，煤焦油或页岩油发生加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱氧、加氢脱金属、烯烃和芳香烃加氢饱和以及加氢裂化（使转化的重油进一步裂化成轻组分，提高轻油收率）等反应，达到除掉油品中的硫、氮、氧等杂质及金属杂质并使烯烃饱和的目的，大大提高油品质量和使用性能。另外，本实用新型均为静体设备，并且干馏物料在炉中运行缓慢，所以，该干馏炉动力消耗低，设备磨损小。此外，本实用新型无论是干燥、预热，还是干馏、冷却，均为气体热载体与煤或油页岩直接接触，故传热效果好，装置效率高。因此，本实用新型具有动力消耗低、能源利用率高、产油率高、油品质量好、油气粉尘量少、煤气热值高、资源利用率高的特点。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为图1之星形给料机局部剖视结构示意图；

图中：1-干燥预热段，11-进料口，12-进气口，13-烟气出口，14-排气口，2-密封段，21-星形给料机，211-叶轮，212-壳体，213-减速器，214驱动器，215-进料口，216-出料口，3-干馏段，31-高温煤气入口，32-油气出口，4-冷却段，41-岀焦口，42-冷煤气入口，5-风机，6-油气通道，7-沉降室，71-粉尘出口，72-阀门，73-下隔板，74-上隔板，8-震动装置，9-角状盒，A-加热炉，A1-空气入口，A2-燃料口，A3-冷循环煤气口，A4-热循环煤气口，A5-热烟口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。

    如图1所示，本实用新型包括自上而下依次设置的干燥预热段1、密封段2、干馏段3、冷却段4，所述干燥预热段1上部设置有进料口11和下部设置有进气口12、上部远离进气口12端设置有排气口14，所述密封段2通过内部设置的星形给料机22连通上部的干燥预热段1与下部的干馏段3，所述干馏段3中部或下部设置有高温煤气入口31和上部设置有与油气回收***连通的油气出口32，所述冷却段4与干馏段3连通，所述冷却段4底部设置岀焦口41与出焦***连接且下部设置有冷煤气入口42。

    所述干燥预热段1中部设置有烟气出口13且其通过风机5与进气口12连通。

    所述干馏段3外侧设置有油气通道6和下侧设置有带隔板的沉降室7，所述油气出口32与油气通道6上部连通，所述油气通道6下部经沉降室7与油气回收***连通。

    所述沉降室7呈“W”形结构且底部设置有粉尘出口71，所述粉尘出口71设置有阀门72，所述沉降室7自阀门72向上设置有上部开口的下隔板73，所述沉降室7在下隔板73两侧与油气通道6接口和油气出口间分别设置有自顶部向下且下部开口的上隔板74。

所述沉降室7和/或油气通道6外壁设置有保温层。

如图2所示，所述星形给料机22包括中心设置的叶轮211、与密封段2内壁连接并支承叶轮211的壳体212、与叶轮211轴连接的减速器213和驱动器214、以及分别设置于壳体212上下端的进料口215和出料口216，所述壳体212内侧与叶轮211外圆周形成径向密闭配合，所述叶轮211外圆周设置有载料凹槽。

所述干燥预热段1和/或密封段2外壁设置有震动装置8。

所述干燥预热段1和/或干馏段3、冷却段4内设置有角状盒9或布气花墙，所述角状盒9或布气花墙与进气口12和/或高温煤气入口31、冷煤气入口42连通。

所述角状盒9与排气口13和/或油气出口33连通。

所述角状盒9在干燥预热段1和/或干馏段3、冷却段4内自上而下依次错位排列。

所述角状盒9为“Λ”形或“Λ”形加下部两侧挡板的下开口盒装结构。

所述干馏炉为长方体或正方体结构，所述角状盒9两端与干燥预热段1和/或干馏段3、冷却段4两侧壁连接。

所述密封段2中形成的密闭层厚度为2～3m。

所述干馏原料为粒度15～80mm的煤、油页岩或油砂。

        工作原理及工作过程：

本实用新型在干燥预热段下部通入热烟气，干馏物料与热烟气直接接触进行干燥和预热，同样在干馏段中部或下部通入高温煤气，干馏物料与高温煤气直接接触进一步升温和热解，从而使干馏物料形成渐温过程，而不像流化床、气流床、固体热载体（热半焦或热灰等）干馏那样为“等温”过程，煤或油页岩中的水分、挥发分瞬间逸出造成热崩碎，从而能有效减少排放烟气和干馏油气中的粉尘量；本实用新型中的干馏物料粒径较大，而且在干馏炉内运行速度比较慢，颗粒之间和颗粒与设备之间发生摩擦几率小，物料破碎程度低，因此油气中的粉尘量小；因此，本实用新型通过特殊油气收集及导出结构，从而能有效减轻干馏油气中的气固分离技术难题。干馏物料在干馏前进行干燥脱水和预热，大大减轻了干馏段的供热量，且干燥、预热段对热源质量要求不高，可用普通、易得的烟气作为热源，拓宽了干燥、预热的热源，从而降低生产成本。特别是将干燥预热段的烟气通过风机与热烟气混合后重新作为干燥预热段的热源，以及将冷却段的冷煤气加热后直接参与干馏，可有效降低热源生产成本，提高能源利用效率。在干燥预热段与干馏段间设置密封段，通过密封段内设置的星形给料机（或称之为叶轮闸），既使干燥、预热段与干馏段相隔离，又能保证干馏过程的连续性，而且同比能够有效的减少干馏炉的高度，结构更加紧凑，且干馏段产生的热解煤气没有被干燥预热的其它惰性气体气体冲稀，热值高，便于后续加工利用；因煤或油页岩的游离水没有混入干馏产生的油气当中，而是从干燥预热段单独排出，减轻了油气回收***负荷；因干馏油气当中，只是干馏物料的热解水，因此工艺废水量大幅度减少，所以也降低了废水处理负荷；同时相对提高了废水含酚量，增加了废水回收酚的经济价值。进一步在干燥预热段和/或干馏段、冷却段内设置自上而下依次错位排列的角状盒或布气花墙来导入热烟气/高温煤气/冷煤气，使干馏物料加热更加均匀；同时在干燥预热段和干馏段上部错位设置多层角状盒，以收集炉内干燥产生的废烟气、热解油气，即能通过角状盒结构阻挡混入气体的粉尘，又能通过大空腔角状盒以降低气体流速，有利于气体中粉尘沉淀回相应的干燥预热段和/或干馏段，降低收集气体中的粉尘含量，便于后续处理。进一步在干馏段两侧设置大空间油气通道，引导加热煤气及油气等挥发份自上而下流动至下侧带隔板的沉降室，特别是将沉降室设置呈“V”形结构，通过内部的隔板使油气流形成“V”形或“W”形折曲流动，必要时再接入旋风除尘器后导入油气回收***，通过自然沉降方式能够将油气当中的粉尘有效的清除。干馏后的热半焦经下部输入冷煤气进行直接冷却，加热后的煤气进入干馏段与高温煤气共同参与干馏，既回收了半焦的显热，又提高能源利用效率。此外，干馏热解产生的热解煤气，其中含氢量>30%，而干馏物料干馏热源为自身生产且经间接加热的富氢热解煤气，从而使干馏炉内形成富氢环境，使煤或油页岩、油砂等干馏物料在热解过程中形成的自由基容易与氢结合而得到饱和生成轻质油析出，避免形成大分子组分（重油或沥青）和半焦组分，并能提高干馏油品的饱和度，提供产油率和油品质量。而且在临氢、催化及一定温度作用下，煤焦油或页岩油发生加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱氧、加氢脱金属、烯烃和芳香烃加氢饱、以及加氢裂化（使转化的重油进一步裂化成轻组分，提高轻油收率）等反应，达到除掉油品中的硫、氮、氧等杂质及金属杂质并使烯烃饱和的目的，大大提高油品质量和使用性能。另外，本实用新型均为静体设备，并且干馏物料在炉中运行缓慢，所以，该干馏炉动力消耗低，设备磨损小。此外，本实用新型无论是干燥、预热，还是干馏、冷却，均为气体热载体与煤或油页岩直接接触，故传热效果好，装置效率高。总之，本实用新型具有动力消耗低、能源利用率高、产油率高、油品质量好、油气粉尘量少、煤气热值高、资源利用率高的特点。

Claims (7)

1.一种块状四段移动床富氢环境干馏炉，其特征在于包括自上而下依次设置的干燥预热段（1）、密封段（2）、干馏段（3）、冷却段（4），所述干燥预热段（1）上部设置有进料口（11）和下部设置有进气口（12）、上部远离进气口（12）端设置有排气口（14），所述密封段（2）通过内部设置的星形给料机（22）连通上部的干燥预热段（1）与下部的干馏段（3），所述干馏段（3）中部或下部设置有高温煤气入口（31）和上部设置有与油气回收***连通的油气出口（32），所述冷却段（4）与干馏段（3）连通，所述冷却段（4）底部设置岀焦口（41）与出焦***连接且下部设置有冷煤气入口（42）。

2.根据权利要求1所述的干馏炉，其特征在于所述干燥预热段（1）中部设置有烟气出口（13）并通过风机（5）与进气口（12）连通。

3.根据权利要求1所述的干馏炉，其特征在于所述干馏段（3）外侧设置有油气通道（6）和下侧设置有带隔板的沉降室（7），所述油气出口（32）与油气通道（6）上部连通，所述油气通道（6）下部经沉降室（7）与油气回收***连通。

4.根据权利要求3所述的干馏炉，其特征在于所述沉降室（7）呈“W”形结构且底部设置有粉尘出口（71），所述粉尘出口（71）设置有阀门（72），所述沉降室（7）自阀门（72）向上设置有上部开口的下隔板（73），所述沉降室（7）在下隔板（73）两侧与油气通道（6）接口和油气出口间分别设置有自顶部向下且下部开口的上隔板（74）。

5.根据权利要求1所述的干馏炉，其特征在于所述星形给料机（22）包括中心设置的叶轮（211）、与密封段（2）内壁连接并支承叶轮（211）的壳体（212）、与叶轮（211）轴连接的减速器（213）和驱动器（214）、以及分别设置于壳体（212）上下端的进料口（215）和出料口（216），所述壳体（212）内侧与叶轮（211）外圆周形成径向密闭配合，所述叶轮（211）外圆周设置有载料凹槽；所述干燥预热段（1）和/或密封段（2）外壁设置有震动装置（8）。

6.根据权利要求1、2或3所述的干馏炉，其特征在于所述干燥预热段（1）和/或干馏段（3）、冷却段（4）内设置有角状盒（9）或布气花墙，所述角状盒（9）或布气花墙与进气口（12）和/或高温煤气入口（31）、冷煤气入口（42）连通；所述角状盒（9）与排气口（13）和/或油气出口（33）连通。

7.根据权利要求6所述的干馏炉，其特征在于所述角状盒（9）在干燥预热段（1）和/或干馏段（3）、冷却段（4）内自上而下依次错位排列；所述角状盒（9）为“Λ”形或“Λ”形加下部两侧挡板的下开口盒装结构。